非接触电力传输装置的制作方法

文档序号:11777653阅读:154来源:国知局
非接触电力传输装置的制作方法

本发明涉及非接触电力传输装置。



背景技术:

以往,有非接触式传输电力的非接触电力传输装置。非接触电力传输装置例如利用磁共振从与电源连接的输电线圈部向受电线圈部传输电力,向经由整流器与受电线圈部连接的负载供给电力(例如专利文献1)。非接触电力传输装置根据负载的阻抗的变化等,利用匹配电路使与输电线圈部连接的电源侧的电路的输出阻抗、与输电线圈部的输入阻抗匹配。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2012-34494号公报



技术实现要素:

本发明欲解决的问题

然而,非接触电力传输装置在使输出阻抗与输入阻抗匹配这方面,仍然存在进一步改善的余地。

因此,本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种能够使输出阻抗与输入阻抗适当匹配的非接触电力传输装置。

用于解决问题的方案

为解决上述问题,达到目的,本发明所涉及的非接触电力传输装置,其特征在于,包括:电源,所述电源供给电力;输电线圈部,所述输电线圈部与所述电源连接,以非接触方式输送电力;受电线圈部,所述受电线圈部与消耗电力的负载连接,以非接触方式接受从所述输电线圈部输送的电力,并将接受的电力供给至所述负载;以及控制部,所述控制部控制所述输电线圈部和所述受电线圈部,所述输电线圈部或者所述受电线圈部中的至少一者具有能变更阻抗的阻抗可变电路,所述阻抗可变电路包含能够改变该阻抗可变电路的电感值的共振线圈、或者能够改变该阻抗可变电路的静电电容的共振电容器中的至少一者,所述控制部变更所述阻抗可变电路的阻抗,使比所述输电线圈部靠所述电源侧的输出阻抗、与从所述输电线圈部起的所述负载侧的输入阻抗匹配。

另外,在上述非接触电力传输装置中,优选的是所述阻抗可变电路包含多个lc电路,所述lc电路包括一对共振线圈和共振电容器,所述控制部将所述多个lc电路切换为串联连接或者并联连接,变更所述电感值和所述静电电容,使所述输出阻抗与所述输入阻抗匹配。

另外,在上述非接触电力传输装置中,优选的是所述阻抗可变电路包含多个共振线圈和一个共振电容器,所述控制部将所述多个共振线圈切换为串联连接或者并联连接,变更所述电感值,使所述输出阻抗与所述输入阻抗匹配。

另外,在上述非接触电力传输装置中,优选的是所述共振线圈被依次串联连接,后级的所述共振线圈的导体截面积小于前级的所述共振线圈的导体截面积。

另外,在上述非接触电力传输装置中,优选的是所述阻抗可变电路包含多个共振电容器和一个共振线圈,所述控制部切换所述多个共振电容器的连接状态,变更所述静电电容,使所述输出阻抗与所述输入阻抗匹配。

另外,在上述非接触电力传输装置中,优选的是所述负载被操作开关操作,所述操作开关被接通而使电流流过,被断开而停止所述电流,所述控制部基于所述操作开关的接通断开操作,变更所述阻抗可变电路的阻抗。

另外,在上述非接触电力传输装置中,优选的是所述控制部还基于所述操作开关被接通并经过的时间,变更所述阻抗可变电路的阻抗。

另外,在上述非接触电力传输装置中,优选的是所述控制部在实际上供给至所述负载的电流的电流值不满足预先决定的电流的阈值的情况下,告知异常。

另外,在上述非接触电力传输装置中,优选的是包括匹配电路,所述匹配电路具有不同于所述共振线圈的可变线圈、和不同于所述共振电容器的可变电容器,所述控制部使所述阻抗可变电路与所述匹配电路进行协调,使所述输出阻抗与所述输入阻抗匹配。

发明效果

本发明所涉及的非接触电力传输装置变更包含共振线圈和共振电容器的阻抗可变电路的阻抗,使比输电线圈部靠电源侧的输出阻抗、与从输电线圈部起的负载侧的输入阻抗匹配。由此,非接触电力传输装置能够使输出阻抗与输入阻抗适当匹配。

附图说明

图1是示出实施方式1所涉及的非接触电力传输装置的构成例的概要图。

图2是示出实施方式1所涉及的非接触电力传输装置的构成例的框图。

图3是示出实施方式1所涉及的共振线圈的构成例的立体图。

图4是示出实施方式1所涉及的lc电路的切换例(并联)的电路图。

图5是示出实施方式1所涉及的lc电路的切换例(串联)的电路图。

图6是示出实施方式1所涉及的负载的阻抗与传输效率的关系的图。

图7是示出实施方式1所涉及的负载电流表格的构成例的图。

图8是示出实施方式1所涉及的共振lc电路选择表格的构成例的图。

图9是示出实施方式1所涉及的输电侧控制部的动作例的流程图。

图10是示出实施方式1所涉及的受电侧控制部的动作例的流程图。

图11是示出实施方式1所涉及的负载的电流值的异常判定的一个例子的图。

图12是示出实施方式1所涉及的负载的电流值的异常判定的一个例子的图。

图13是示出实施方式1的变形例所涉及的负载电流表格的构成例的图。

图14是示出实施方式1的变形例所涉及的负载的设想电流值与共振线圈的关系的图。

图15是示出实施方式1的变形例所涉及的输电侧控制部的动作例的流程图。

图16是示出实施方式1的变形例所涉及的受电侧控制部的动作例的流程图。

图17是示出实施方式1的变形例所涉及的阻抗可变电路的构成例的图。

图18是示出实施方式1的变形例所涉及的共振线圈的构成例的立体图。

图19是示出实施方式1的变形例所涉及的共振线圈的构成例的立体图。

图20是示出实施方式1的变形例所涉及的共振线圈的构成例的立体图。

图21是示出实施方式1的变形例所涉及的共振线圈的构成例的立体图。

图22是示出实施方式1的变形例所涉及的共振线圈的构成例的立体图。

图23是示出实施方式2所涉及的非接触电力传输装置的构成例的框图。

图24是示出实施方式2所涉及的共振线圈的切换例(串联)的电路图。

图25是示出实施方式2所涉及的共振线圈的切换例(并联)的电路图。

图26是示出实施方式2所涉及的负载的阻抗与谐振频率的关系的图。

图27是示出实施方式2所涉及的共振线圈的高频电阻的图。

图28是示出实施方式2所涉及的负载电流表格的构成例的图。

图29是示出实施方式2所涉及的共振l电路选择表格的构成例的图。

图30是示出实施方式2所涉及的输电侧控制部的动作例的流程图。

图31是示出实施方式2所涉及的受电侧控制部的动作例的流程图。

图32是示出实施方式2的变形例所涉及的负载电流表格的构成例的图。

图33是示出实施方式2的变形例所涉及的负载的设想电流值与共振线圈的关系的图。

图34是示出实施方式2的变形例所涉及的输电侧控制部的动作例的流程图。

图35是示出实施方式2的变形例所涉及的受电侧控制部的动作例的流程图。

图36是示出实施方式3所涉及的非接触电力传输装置的构成例的框图。

图37是示出实施方式3所涉及的共振电容器的连接例(静电电容大)的电路图。

图38是示出实施方式3所涉及的共振电容器的连接例(静电电容小)的电路图。

图39是示出实施方式3所涉及的负载电流表格的构成例的图。

图40是示出实施方式3所涉及的共振c电路选择表格的构成例的图。

图41是示出实施方式3所涉及的输电侧控制部的动作例的流程图。

图42是示出实施方式3所涉及的受电侧控制部的动作例的流程图。

图43是示出实施方式3的变形例所涉及的负载电流表格的构成例的图。

图44是示出实施方式3的变形例所涉及的共振c电路选择表格的构成例的图。

图45是示出实施方式3的变形例所涉及的负载的设想电流值与输出频率的关系的图。

图46是示出实施方式3的变形例所涉及的输电侧控制部的动作例的流程图。

图47是示出实施方式3的变形例所涉及的受电侧控制部的动作例的流程图。

图48是示出实施方式3的变形例所涉及的非接触电力传输装置的构成例的框图。

附图标记说明

1、1a、1b:非接触电力传输装置

2:电源

3:负载

11、11a、11b:输电线圈部

21、21a、21b:受电线圈部

15、15a、15b:输电侧控制部(控制部)

25、25a、25b:受电侧控制部(控制部)

29:lc回路

40:匹配回路

l、l1、l2、l3:共振线圈

c、c1、c2:共振电容器

16、16a、16b、26、26a、26b:阻抗可变回路

sw:操作开关

z0:输出阻抗

z1:输入阻抗

具体实施方式

参照附图来详细说明本具体实施方式(实施方式)。本发明不限于下面的实施方式所记载的内容。另外,以下所记载的构成要素包含本领域技术人员能够容易想到的要素、实际上相同的要素。并且,能够将以下所记载的构成适当组合。另外,在不脱离本发明的要点的范围内可以进行构成的各种省略、替换或者变更。

[实施方式1]

实施方式1所涉及的非接触电力传输装置1以非接触方式传输电力。非接触电力传输装置1如图1所示,包括输电单元10、受电单元20、以及配电部30。非接触电力传输装置1例如设置在未图示的车辆的门铰链部、转向柱部、座椅部等。非接触电力传输装置1的输电单元10与车辆的电源2连接,受电单元20与配电部30连接,配电部30与车辆的负载3连接。非接触电力传输装置1利用磁共振将电源2的电力从输电单元10输电至受电单元20,并利用配电部30将由受电单元20受电的电力分配至负载3。下面,详细说明非接触电力传输装置1。

说明输电单元10。输电单元10利用磁共振以非接触方式将电力输电至受电单元20。输电单元10包括输电线圈部11、逆变器(dc/ac)12、切换机构13、tx天线14、以及输电侧控制部15,被构成为1个单元。此外,输电单元10可以包含输电线圈部11地作为1个单元,可以除了输电线圈部11之外作为1个单元,也可以除了逆变器(dc/ac)12、tx天线14之外作为1个单元。另外,输电单元10只要不对系统的动作产生限制,那么各电路的搭载场所没有限制。

输电线圈部11以非接触方式传输电力。输电线圈部11如图2所示,具有能变更阻抗的阻抗可变电路16。阻抗可变电路16包含能够使该阻抗可变电路16的电感值可变的共振线圈l(l1、l2)、和能够使该阻抗可变电路16的静电电容可变的共振电容器c(c1、c2)。例如,阻抗可变电路16包含多个由一对共振线圈l和共振电容器c构成的多个lc电路19。阻抗可变电路16的各lc电路19被切换机构13并联或者串联连接,或者选择性连接各lc电路19。由此,对阻抗可变电路16变更共振线圈l的电感值和共振电容器c的静电电容,变更阻抗可变电路16的阻抗。

逆变器12与电源2连接,将从电源2供给的直流转换为交流。例如,对于逆变器12,对逆变器12的未图示的开关元件进行接通(on)断开(off)控制,将直流转换为交流。逆变器12将转换后的交流电输出至切换机构13。

切换机构13与逆变器12连接,对从逆变器12输出的交流电流所流过的路径进行切换。例如,切换机构13包括多个共振lc切换开关pr_sw(pr_sw1~pr_sw3),该共振lc切换开关pr_sw被进行接通断开控制,从而切换输电线圈部11的各lc电路19的连接。具体而言,切换机构13将各lc电路19并联或者串联连接,或者将lc电路19选择性连接。例如,切换机构13通过共振lc切换开关pr_sw2被接通,共振lc切换开关pr_sw1、pr_sw3被断开,从而将各lc电路19串联连接。另外,切换机构13通过共振lc切换开关pr_sw1、pr_sw3被接通,共振lc切换开关pr_sw2被断开,从而将各lc电路19并联连接。切换机构13的共振lc切换开关pr_sw使用半导体开关、机械开关等。

tx天线14与输电侧控制部15连接,将从输电侧控制部15发送的信息发送至受电单元20。例如,tx天线14将示出操作开关sw(sw1~sw3)的接通断开操作的开关信息发送至受电单元20,其中,该操作开关sw(sw1~sw3)由于被接通而流过电流并由于被断开而停止电流。

输电侧控制部15是控制部,与逆变器12连接,对逆变器12的开关元件进行接通断开控制以将直流转换为交流。另外,输电侧控制部15与操作开关sw连接,操作开关sw被用户进行接通断开操作时,从操作开关sw接收开关信息。另外,输电侧控制部15与切换机构13连接,基于接收的开关信息等对切换机构13的共振lc切换开关pr_sw进行接通断开控制,切换阻抗可变电路16中的各lc电路19的连接。由此,即使消耗电力的负载3的阻抗变化,输电侧控制部15也能通过变更阻抗可变电路16的电感值和静电电容来变更阻抗可变电路16的阻抗,与后述受电侧控制部25所进行的阻抗控制进行协调,使比输电线圈部11靠电源2侧的输出阻抗z0、与从输电线圈部11起的负载3侧的输入阻抗z1匹配。此处,输出阻抗z0与输入阻抗z1的匹配是指为了可高效率进行电力传输而进行的阻抗匹配。典型地,包含输出阻抗z0与输入阻抗z1完全一致的情况、输出阻抗z0与输入阻抗z1有若干差异的情况等。输入阻抗z1例如在不考虑共振电容器c而只考虑共振线圈l的情况下,在电感值为lx,谐振频率为f时,由以下(1)式求出。根据式(1),通过变更电感值lx、谐振频率f,从而输入阻抗z1变化。

z1=2πflx(1)

接下来,说明受电单元20。受电单元20利用磁共振接受从输电单元10输电的电力,将受电的电力供给至负载3(第1负载3a~第3负载3c)。受电单元20包括受电线圈部21、整流器22、切换机构23、rx天线24、以及受电侧控制部25,被构成为1个单元。此外,受电单元20可以包含受电线圈部21地作为1个单元,也可以除了受电线圈部21之外作为1个单元,也可以除了整流器22、rx天线24之外作为1个单元。另外,受电单元20只要不对系统的动作产生限制,那么各电路的搭载场所没有限制。

受电线圈部21以非接触方式接受电力。受电线圈部21与输电线圈部11是相同的构成,具有能变更阻抗的阻抗可变电路26。阻抗可变电路26包含能够使该阻抗可变电路26的电感值可变的共振线圈l(l1、l2)、和能够使该阻抗可变电路26的静电电容可变的共振电容器c(c1、c2)。例如,阻抗可变电路26包含多个由一对共振线圈l和共振电容器c构成的lc电路29。阻抗可变电路26的各lc电路29被切换机构23并联或者串联连接,或者选择性连接各lc电路29。由此,对于阻抗可变电路26,变更共振线圈l的电感值和共振电容器c的静电电容,变更阻抗可变电路26的阻抗。

切换机构23与受电线圈部21连接,对从受电线圈部21输出的电流所流过的路径进行切换。例如,切换机构23与发送单元10的切换机构13同样,包括多个共振lc切换开关se_sw(se_sw1~se_sw3),该共振lc切换开关se_sw被接通断开控制,从而切换受电线圈部21的各lc电路29的连接。具体而言,切换机构23将各lc电路29并联或者串联连接,或者将lc电路29选择性连接。切换机构23的共振lc切换开关se_sw使用半导体开关、机械开关等。

整流器22经由切换机构23与受电线圈部21连接,将交流转换为直流。例如,整流器22利用未图示的整流元件进行全波整流。整流器22将整流后的直流电输出至配电部30。

配电部30与整流器22及负载3连接,将由整流器22整流后的直流电分配给负载3。例如,配电部30向车窗马达、侧视镜部、室内灯、座椅加热器等负载3分配直流电。

rx天线24与受电侧控制部25连接,将从tx天线14接收的信息输出至受电侧控制部25。例如,rx天线24从tx天线14接收开关信息并发送至受电侧控制部25。此外,说明了非接触电力传输装置1利用使用了tx天线14和rx天线24的无线通信,在输电单元10与受电单元20之间传输信息的例子,但不限于此。例如,非接触电力传输装置1对于can等通信系统也可以不利用使用了天线的无线通信,而是利用使用了有线的通信线路的有线通信,在输电单元10与受电单元20之间传输信息。

受电侧控制部25是控制部,基于由rx天线24接收的开关信息对配电部30的分配开关进行接通断开控制,分配流过负载3的电流。另外,受电侧控制部25基于开关信息对切换机构23的共振lc切换开关se_sw进行接通断开控制,切换阻抗可变电路26中的各lc电路29的连接。由此,即使负载3的阻抗变化,受电侧控制部25也能通过变更阻抗可变电路26的电感值和静电电容来变更阻抗可变电路26的阻抗,与上述的输电侧控制部15所进行的阻抗控制进行协调,使比输电线圈部11靠电源2侧的输出阻抗z0、与从输电线圈部11起的负载3侧的输入阻抗z1匹配。

接下来,说明共振线圈l的构成例。共振线圈l如图3所示,例如是螺旋状的形状。共振线圈l中,多条(例如2条)线圈线17a、17b在与共振线圈l的轴向正交的方向并列地并行存在,被形成为螺旋状。共振线圈l中,例如线圈线17a、17b被卷绕为螺旋状6周。共振线圈l通过使用多条线圈线17a、17b,从而能够减小尺寸。另外,共振线圈l通过将多条线圈线17a、17b并联或者串联连接,从而能够用1个共振线圈l来调整为多个电感值。在共振线圈l上例如在轴向对置地设置有铁氧体等磁性体17c。对于磁性体17c,可以将尺寸与共振线圈l的尺寸近似相同的一片板状的磁性部件与共振线圈l对置设置,也可以将分割的磁性部件沿着共振线圈l并列设置。此外,共振线圈l只要能得到期望的电感值、耦合系数即可,也可以是其他形状,也可以不使用磁性体17c。

接下来,说明输电线圈部11的阻抗可变电路16的lc电路19的切换控制。此外,受电线圈部21的阻抗可变电路26由于与输电线圈部11的阻抗可变电路16是相同的切换控制,因此省略说明。

输电侧控制部15在从开关信息判定为流过负载3的电流的电流值相对大,且负载3的阻抗相对小的情况下,如图4所示,将切换机构13的共振lc切换开关pr_sw1、pr_sw3设定为接通,并将共振lc切换开关pr_sw2设定为断开,将各lc电路19并联连接。在该情况下,输电侧控制部15如图6所示,将各lc电路19并联连接,使得负载3的阻抗例如到达2ω左右,共振线圈l的电感值成为4μh。这样,输电侧控制部15在负载3的阻抗小的情况下,由于共振线圈l的电感值与串联连接的情况相比较小,因此,能够提高传输效率。另外,阻抗可变电路16由于共振线圈l并联连接,因此,能够将多个共振线圈l视作1个共振线圈l,能够增大每单位电流的共振线圈l的导体截面积。由此,阻抗可变电路16能够减小共振线圈l的电阻值,能够抑制共振线圈l所导致的电力传输的损耗。由此,阻抗可变电路16能够抑制发热,能够简化散热构造并且能够小型化。另外,由于阻抗可变电路16能够使用导体截面积小的共振线圈l,因此,能够减小共振线圈l的尺寸。

另外,输电侧控制部15在从开关信息判定为流过负载3的电流的电流值相对小,且负载3的阻抗相对大的情况下,如图5所示,将切换机构13的共振lc切换开关pr_sw2设定为接通,并将共振lc切换开关pr_sw1、pr_sw3设定为断开,将各lc电路19串联连接。在该情况下,输电侧控制部15如图6所示,将各lc电路19串联连接,使得负载3的阻抗例如成为2ω左右到7ω左右,共振线圈l的电感值成为12μh。另外,输电侧控制部15将各lc电路19串联连接,使得负载3的阻抗例如成为7ω左右到10ω左右,共振线圈l的电感值成为20μh。此外,在图5中,图示了通过将2个共振线圈l串联连接从而共振线圈l的电感值成为12μh的例子,但也可以将3个共振线圈l串联连接从而使共振线圈l的电感值为20μh。另外,也可以通过将共振线圈l的电感值为4μh的共振线圈l、与共振线圈l的电感值为12μh的共振线圈l串联连接,从而使共振线圈l的电感值为20μh。输电侧控制部15在负载3的阻抗相对大的情况下,由于共振线圈l的电感值与并联连接的情况相比较大,因此,能够提高传输效率。另外,由于流过负载3的电流的电流值小,因此,阻抗可变电路16即使减小共振线圈l的导体截面积也能够抑制共振线圈l所导致的电力传输的损耗。另外,由于阻抗可变电路16能够使用导体截面积小的共振线圈l,因此,能够减小共振线圈l的尺寸。此外,阻抗可变电路16由于电感值增大但静电电容减小,因此,谐振频率不会变化。在这个例子中,谐振频率是100khz。

接下来,说明负载电流表格tb1和共振lc电路选择表格tb2。非接触电力传输装置1如图7和图8所示,具有负载电流表格tb1、共振lc电路选择表格tb2。负载电流表格tb1和共振lc电路选择表格tb2分别设置在输电单元10和受电单元20中。

负载电流表格tb1是示出负载3(第1负载3a~第3负载3c)、与流过该负载3的电流的电流值的对应关系的表。负载电流表格tb1基于开关信息来确定操作开关sw被接通的负载3,对确定的负载3的电流值进行确定。负载电流表格tb1中,负载3的电流值随着时间的经过不会变化,为一定。共振lc电路选择表格tb2是示出所有的负载3的电流值的合计即合计电流值、与切换各lc电路19的共振lc切换开关pr_sw(pr_sw1~pr_sw3)的对应关系的表。共振lc电路选择表格tb2的合计电流值与共振lc切换开关pr_sw的对应关系被决定为:如果基于负载3的合计电流值来切换共振lc切换开关pr_sw,则能够使比输电线圈部11靠电源2侧的输出阻抗z0、与从输电线圈部11起的负载3侧的输入阻抗z1匹配。共振lc电路选择表格tb2在明确了负载3的合计电流值后,确定共振lc切换开关pr_sw。阻抗可变电路16基于确定的共振lc切换开关pr_sw,将各lc电路19串联或者并联连接、或者选择性连接各lc电路19来变更阻抗可变电路16的阻抗。由此,阻抗可变电路16能够使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。此外,图8所示的共振lc电路选择表格tb2是示出设置在输电单元10中的例子的表格,在设置在受电单元20中的情况下,虽然图示省略,但在共振lc切换开关pr_sw的项目中设定有与受电单元20对应的共振lc切换开关se_sw1~se_sw3。此外,也可以不使用合计电流值,而是根据操作开关sw的接通、断开来切换共振lc切换开关pr_sw。在该情况下,使用示出操作开关sw的接通断开信息与共振lc切换开关pr_sw的对应关系的表格。

接下来,说明实施方式1所涉及的非接触电力传输装置1的动作例。输电侧控制部15如图9所示,从操作开关sw获取示出负载3的接通或者断开的开关信息(步骤s1)。接下来,输电侧控制部15经由tx天线14将开关信息发送至受电单元20(步骤s2)。接下来,输电侧控制部15根据开关信息判定所有的负载3是否被设定为开关断开(步骤s3)。输电侧控制部15在所有的负载3被设定为开关断开的情况下(步骤s3;是),停止逆变器12(步骤s4),将共振lc切换开关pr_sw都设定为断开(步骤s5),结束处理。

另外,输电侧控制部15在所述步骤s3中不是所有的负载3被设定为开关断开的情况下(步骤s3;否),从开关信息算出驱动的负载3的合计电流值(步骤s6)。例如,输电侧控制部15参照负载电流表格tb1,算出将操作开关sw被接通的第1负载3a的电流值(1.2a)与第3负载3c的电流值(5.0a)合计的合计电流值(6.2a)。接下来,输电侧控制部15根据合计电流值选择要接通的共振lc切换开关pr_sw(步骤s7),将选择的共振lc切换开关pr_sw接通(步骤s8)。例如,输电侧控制部15参照共振lc电路选择表格tb2,将与合计电流值(6.2a)对应的共振lc切换开关pr_sw1设定为接通,将共振lc切换开关pr_sw2、pr_sw3设定为断开。由此,输电侧控制部15在负载3的合计电流值大且负载3的阻抗小的情况下,能够进行设定,以便用由阻抗可变电路16的6卷的共振线圈l1构成的lc电路19来进行电力传输。因而,输电侧控制部15能够变更阻抗可变电路16的电感值和静电电容,变更阻抗可变电路16的阻抗。由此,输电侧控制部15能够与后述受电侧控制部25所进行的阻抗控制进行协调,使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。接下来,输电侧控制部15驱动逆变器12并利用磁共振向受电单元20进行电力传输(步骤s9),结束处理。

接下来,说明受电侧控制部25的动作例。受电侧控制部25如图10所示,接收从输电单元10发送的开关信息(步骤t1)。接下来,受电侧控制部25从开关信息判定所有的负载3是否被设定为开关断开(步骤t2)。受电侧控制部25在所有的负载3被设定为开关断开的情况下(步骤t2;是),将负载3都设定为断开(步骤t3),将共振lc切换开关se_sw都设定为断开(步骤t4),结束处理。

另外,在所述步骤t2中不是所有的负载3都被设定为开关断开的情况下(步骤t2;否),受电侧控制部25从开关信息算出驱动的负载3的合计电流值(步骤t5)。例如,受电侧控制部25参照负载电流表格tb1,算出将操作开关sw被接通的第1负载3a的电流值(1.2a)与第3负载3c的电流值(5.0a)合计的合计电流值(6.2a)。接下来,受电侧控制部25根据合计电流值选择要接通的共振lc切换开关se_sw(步骤t6),将选择的共振lc切换开关se_sw接通(步骤t7)。例如,输电侧控制部15参照未图示的共振lc电路选择表格,将与合计电流值(6.2a)对应的共振lc切换开关se_sw1设定为接通,将共振lc切换开关se_sw2、se_sw3设定为断开。由此,受电侧控制部25在负载3的合计电流值大且负载3的阻抗小的情况下,能够进行设定,以便用由6卷的共振线圈l1构成的lc电路29来进行电力传输。因而,受电侧控制部25能够变更阻抗可变电路26的电感值和静电电容,变更阻抗可变电路26的阻抗。由此,受电侧控制部25能够与输电侧控制部15所进行的阻抗控制进行协调,使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。接下来,受电侧控制部25根据开关信息将负载3设定为接通(步骤t8)。例如,受电侧控制部25在开关信息示出将第1负载3a和第3负载3c接通的情况下,向配电部30指示将第1负载3a和第3负载3c接通。配电部30将第1负载3a和第3负载3c设定为接通,向第1负载3a和第3负载3c分配电流。

接下来,说明流过负载3的电流的电流值的异常检测。输电侧控制部15或者受电侧控制部25中的至少一者在实际上供给至负载3的电流的电流值不满足预先决定的电流的阈值的情况下,告知异常。例如,输电侧控制部15如图11和图12所示,预先具有用于判定异常的判定区域作为阈值。判定区域是电流的电流值具有一定宽度的区域,由判定区域的上限即上限值k1和判定区域的下限即下限值k2的范围构成。对于判定区域,由于已确定了与受电单元20连接的负载3,因此,由于能够预想供给至负载3的电流的电流值,所以预先设定具有一定宽度的区域。判定区域是在对于负载3决定的电流值上加上制造误差、安装误差等所导致的电流值的偏差宽度而决定的。

输电侧控制部15在实际上供给至负载3的电流的电流值在判定区域内的情况下,判定为正常;在实际上供给至负载3的电流的电流值在判定区域外的情况下,判定为异常。例如,输电侧控制部15在异物混入到输电线圈部11的共振线圈l与受电线圈部21的共振线圈l之间、或者传输路径短路而如图12所示流过负载3的电流的电流值i超过判定区域的上限值k1的情况下,判定为异常。另外,不论根据开关信息在负载3中流动的电流如何,在输电线圈部11的共振线圈l与受电线圈部21的共振线圈l的距离大幅离开、或者传输路径断线而流过负载3的电流的电流值i低于判定区域的下限值k2的情况下,输电侧控制部15都判定为异常。输电侧控制部15在判定为异常的情况下,利用设置在车辆内的未图示的警报灯、警报蜂鸣器等来告知异常,停止逆变器12,或者降低逆变器12的输出。

如上所述,实施方式1所涉及的非接触电力传输装置1中,输电侧控制部15变更阻抗可变电路16的阻抗,受电侧控制部25变更阻抗可变电路26的阻抗,使比输电线圈部11靠电源2侧的输出阻抗z0、与从输电线圈部11起的负载3侧的输入阻抗z1匹配。由此,非接触电力传输装置1能够根据输电线圈部11与受电线圈部21的位置偏离、负载3的阻抗的变动等,进行阻抗匹配。另外,非接触电力传输装置1由于不使用后述匹配电路40也能够进行阻抗匹配,因此,能够减小电路规模。因而,非接触电力传输装置1能够以小规模的电路进行高效率的电力传输。另外,非接触电力传输装置1由于能够进行高效率的电力传输,因此,能够抑制电磁波泄漏。

另外,非接触电力传输装置1中,输电侧控制部15将多个lc电路19切换为串联连接或者并联连接以变更电感值和静电电容,受电侧控制部25将多个lc电路29切换为串联连接或者并联连接以变更电感值和静电电容,使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。由此,非接触电力传输装置1由于通过在负载3的阻抗小的情况下将lc电路19、29切换至并联连接,从而与串联连接的情况相比共振线圈l的电感值减小,因此,能够提高传输效率。另外,非接触电力传输装置1由于通过在负载3的阻抗大的情况下将lc电路19、29切换至串联连接,从而与并联连接的情况相比共振线圈l的电感值增大,因此,能够提高传输效率。

另外,非接触电力传输装置1中,输电侧控制部15基于操作开关sw的接通断开操作,变更阻抗可变电路16的阻抗,受电侧控制部25基于操作开关sw的接通断开操作,变更阻抗可变电路26的电感值和静电电容。由此,非接触电力传输装置1由于以简单的控制来变更阻抗可变电路16、26的阻抗,因此,能够抑制计算量。

另外,非接触电力传输装置1的输电侧控制部15在实际上供给至负载3的电流的电流值不满足预先决定的电流的阈值的情况下,告知异常。由此,非接触电力传输装置1能够避免在过电流流过的情况下等电路受到损伤。另外,非接触电力传输装置1由于不追加热敏电阻等传感器类就能够检测异常,因此,能够抑制装置的大型化。

[实施方式1的变形例]

接下来,说明实施方式1的变形例。关于负载电流表格tb1,说明了流过负载3的电流的电流值为一定的例子,但有的情况下流过负载3的电流的电流值会随着时间的经过而变动。负载电流表格tb1a如图13所示,是预先设想了例如负载3是灯等,流过负载3的电流的电流值随着时间的经过而变动的表格。例如,负载电流表格tb1a是预先进行了如下设想的表格:第3负载3c是灯,从该第3负载3c被开关接通之后起,该第3负载3c的电流值上升,从开关接通起5ms时电流值到达峰值,从开关接通起经过5ms后第3负载3c的电流值缓缓下降。此外,除了预先设想负载3的电流值以外,也可以实时测定负载3变动的电流值。负载电流表格tb1a中,流过第1负载3a的电流的电流值是一定的。在该情况下,根据负载电流表格tb1a,例如在第1负载3a被开关接通的状态下,从第3负载3c被开关接通起经过30ms后,流过第1负载3a和第3负载3c的电流的设想合计电流值为将第1负载3a的电流值(1.2a)与第3负载3c的电流值(6.5a)相加的7.7a。

输电侧控制部15基于各负载3的设想合计电流值,切换共振lc切换开关pr_sw。例如,输电侧控制部15如图14所示,在仅第1负载3a的操作开关sw接通,第1负载3a与第3负载3c的设想合计电流值为1.5a的情况下,将共振lc切换开关pr_sw2设定为接通,将共振lc切换开关pr_sw1、pr_sw3设定为断开,将lc电路19的共振线圈l1(6卷)、l2(12卷)连接。另外,输电侧控制部15在第1负载3a和第3负载3c的操作开关sw被接通,电流值随着时间的经过而变动的第1负载3a与第3负载3c的设想合计电流值从1.5a上升到6.0a的情况下,将共振lc切换开关pr_sw3设定为接通,将共振lc切换开关pr_sw1、pr_sw2设定为断开,将lc电路19的共振线圈l2(12卷)连接。另外,输电侧控制部15在第1负载3a和第3负载3c的操作开关sw被接通,电流值随着时间的经过而变动的第1负载3a与第3负载3c的设想合计电流值进一步上升并超过6.0a的情况下,将共振lc切换开关pr_sw1设定为接通,将共振lc切换开关pr_sw2、pr_sw3设定为断开,将lc电路19的共振线圈l1(6卷)连接。这样,输电侧控制部15一边监视在电流值随着时间的经过而变动的第3负载3c中流过的电流的电流值,一边算出设想合计电流值并切换共振lc切换开关pr_sw1~pr_sw3。

接下来,参照流程图,说明负载3的电流的电流值根据时间经过而变动的例子。此外,对于与实施方式1所涉及的非接触电力传输装置1的动作例同样的内容,适当省略说明。输电侧控制部15如图15所示,从操作开关sw获取示出负载3的接通或者断开的开关信息(步骤s1a),经由tx天线14将开关信息发送至受电单元20(步骤s2a)。接下来,输电侧控制部15根据开关信息判定所有的负载3是否被设定为开关断开(步骤s3a)。输电侧控制部15在所有的负载3被设定为开关断开的情况下(步骤s3a;是),停止逆变器12(步骤s4a),将共振lc切换开关pr_sw都设定为断开(步骤s5a),结束处理。

另外,输电侧控制部15在上述步骤s3a中不是所有的负载3被设定为开关断开的情况下(步骤s3a;否),从受电单元20接收驱动的负载3的设想合计电流值(步骤s6a)。例如,输电侧控制部15参照负载电流表格tb1,接收将操作开关sw被接通的第1负载3a的电流值(1.2a)、与电流值随着时间的经过而变动的第3负载3c的电流值(6.5a)合计的设想合计电流值(7.7a)。接下来,输电侧控制部15参照共振lc电路选择表格tb2,根据设想合计电流值选择要接通的共振lc切换开关pr_sw1(步骤s7a),将选择的共振lc切换开关pr_sw1接通(步骤s8a)。由此,输电侧控制部15与受电侧控制部25所进行的阻抗控制进行协调,即使负载3的电流值随着时间的经过而变动,也能够使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。接下来,输电侧控制部15驱动逆变器12并利用磁共振向受电单元20进行电力传输(步骤s9a),结束处理。

接下来,说明受电侧控制部25的动作例。受电侧控制部25如图16所示,接收从输电单元10发送的开关信息(步骤t1a)。接下来,受电侧控制部25根据开关信息判定所有的负载3是否被设定为开关断开(步骤t2a)。输电侧控制部15在所有的负载3被设定为开关断开的情况下(步骤t2a;是),将各负载3的操作开关sw的接通时间复位(步骤t20a)。接下来,受电侧控制部25将负载3都设定为断开(步骤t3a),将共振lc切换开关se_sw都设定为断开(步骤t4a),结束处理。

另外,受电侧控制部25在上述步骤t2a中不是所有的负载3被设定为开关断开的情况下(步骤t2a;否),判定操作开关sw1是否接通(步骤t21a)。受电侧控制部25在判定为操作开关sw1接通的情况下(步骤t21a;是),将第1负载3a的操作开关sw1的接通时间相加(步骤t22a),获取第1负载3a的设想电流值(步骤t23a)。另外,受电侧控制部25在判定为操作开关sw1未接通的情况下(步骤t21a;否),将第1负载3a的设想电流值设定为零(0)(步骤t24a),将第1负载3a的操作开关sw1的接通时间复位(步骤t25a)。

接下来,受电侧控制部25判定操作开关sw2是否接通(步骤t26a)。在受电侧控制部25判定为操作开关sw2接通的情况下(步骤t26a;是),将第2负载3b的操作开关sw2的接通时间相加(步骤t27a),获取第2负载3b的设想电流值(步骤t28a)。另外,在受电侧控制部25判定为操作开关sw2未接通的情况下(步骤t26a;否),将第2负载3b的设想电流值设定为零(0)(步骤t29a),将第2负载3b的操作开关sw2的接通时间复位(步骤t30a)。

接下来,受电侧控制部25判定操作开关sw3是否接通(步骤t31a)。受电侧控制部25在判定为操作开关sw3接通的情况下(步骤t31a;是),将第3负载3c的操作开关sw3的接通时间相加(步骤t32a),获取第3负载3c的设想电流值(步骤t33a)。另外,受电侧控制部25在判定为操作开关sw3未接通的情况下(步骤t31a;否),将第3负载3c的设想电流值设定为零(0)(步骤t34a),将第3负载3c的操作开关sw3的接通时间复位(步骤t35a)。

接下来,受电侧控制部25将各负载3的设想电流值合计而求出设想合计电流值(步骤t36a),将设想合计电流值发送至输电单元10(步骤t5a)。接下来,受电侧控制部25根据设想合计电流值选择要接通的共振lc切换开关se_sw(步骤t6a),将选择的共振lc切换开关se_sw接通(步骤t7a)。由此,受电侧控制部25与输电侧控制部15所进行的阻抗控制进行协调,即使负载3的电流值随着时间的经过而变动,也能够使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。接下来,受电侧控制部25根据开关信息将负载3设定为接通(步骤t8a),结束处理。

如上所述,实施方式1的变形例所涉及的非接触电力传输装置1的输电侧控制部15和受电侧控制部25基于操作开关sw被接通并经过的时间,变更阻抗可变电路16、26的电感值和静电电容。由此,即使负载3的阻抗随着时间的经过而变动,非接触电力传输装置1也能够使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。

另外,非接触电力传输装置1将阻抗可变电路16设置在输电单元10中,将阻抗可变电路26设置在受电单元20中,但不限于此。非接触电力传输装置1也可以不将阻抗可变电路26设置在受电单元20中,而仅将阻抗可变电路16设置在输电单元10中。另外,非接触电力传输装置1也可以不将阻抗可变电路16设置在输电单元10中,而仅将阻抗可变电路26设置在受电单元20中。

另外,非接触电力传输装置1也可以包括匹配电路40(参照图1)。例如,非接触电力传输装置1将匹配电路40设置在逆变器12与输电线圈部11之间。此外,非接触电力传输装置1可以将匹配电路40搭载于逆变器12,也可以搭载于电源2。匹配电路40具有与共振线圈l不同的可变线圈、以及与共振电容器c不同的可变电容器。非接触电力传输装置1使阻抗可变电路16、26与匹配电路40进行协调,使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。这样,非接触电力传输装置1由于利用匹配电路40和阻抗可变电路16、26来进行阻抗匹配,因此,即使在匹配电路40的调整幅度小的状态下也能够对应大幅度的阻抗变动,能够使匹配电路40的电路规模小型化。此外,非接触电力传输装置1也可以不包括匹配电路40,而利用阻抗可变电路16、26来进行阻抗匹配。

另外,阻抗可变电路16也可以如图17所示是阻抗可变电路16c,包括:串联排列的多个lc电路19(共振线圈l(l1~l3));以及将串联连接的lc电路19的个数依次切换的共振lc切换开关pr_sw(pr_sw1~pr_sw3)。在这个例子中,阻抗可变电路16c省略了lc电路19的共振电容器c的图示,但例如共振电容器c与每个共振线圈l串联并列地配置。在该情况下,阻抗可变电路16c通过依次增加或者减少串联连接的lc电路19,从而变更阻抗可变电路16c的阻抗,使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。

依次串联连接的各lc电路19的共振线圈l的后级的共振线圈l的导体截面积,小于前级的共振线圈l的导体截面积。例如,阻抗可变电路16c串联排列有3个lc电路19,最初连接的lc电路19的共振线圈l1的导体截面积最大,接下来连接的lc电路19的共振线圈l2的导体截面积第2大,最后连接的lc电路19的共振线圈l3的导体截面积最小。这是因为,随着负载3的阻抗增大,能够使与负载3的阻抗对应的共振线圈l的线圈线更细。例如,阻抗可变电路16c中,在负载3的阻抗最小的情况下,仅连接有导体截面积最大的共振线圈l1的lc电路19,在负载3的阻抗第2小的情况下,连接有导体截面积最大的共振线圈l1的lc电路19和导体截面积第2大的共振线圈l2的lc电路19,在负载3的阻抗最大的情况下,连接有全部lc电路19。由此,阻抗可变电路16c能够减小共振线圈l的导体截面积,能够减小共振线圈l的尺寸并且能够轻量化。另外,阻抗可变电路16c能够减少共振线圈l的线圈线的使用量,能够降低制造成本。

接下来,说明共振线圈l的变形例。例如,共振线圈la如图18所示,多条(例如2条)线圈线17d、17e在共振线圈la的轴向并列并行存在,被形成为螺旋状。在共振线圈la上,在轴向对置地设置有铁氧体等磁性体17c。这样,共振线圈la也可以在共振线圈la的轴向并列形成有多条线圈线17d、17e。共振线圈la具有与共振线圈l同样的效果。

另外,共振线圈lb如图19所示,是在板状的部件上被卷绕为螺旋状的形状。共振线圈lb的多条(例如2条)线圈线17f、17g在共振线圈lb的轴向并列并行存在,被形成为螺旋状。共振线圈lb通过使用多条线圈线17f、17g,从而能够减小尺寸。另外,共振线圈lb通过将多条线圈线17f、17g并联或者串联连接,从而能够用1个共振线圈lb来调整为多个电感值。共振线圈lb例如在铁氧体等磁性体17c上沿着螺旋状卷绕。磁性体17c可以使用一片板状的磁性部件,也可以使用被分割的磁性部件。此外,共振线圈lb只要能得到期望的电感值、耦合系数即可,可以是其他形状,也可以不使用磁性体17c。

另外,共振线圈lc如图20所示,是在板状的部件上被卷绕为螺旋状的形状,多条(例如2条)线圈线17h、17i在共振线圈lc的轴向一个一个地并列,被形成为螺旋状。共振线圈lc通过将多条线圈线17h、17i并联或者串联连接,从而能够用1个共振线圈lc来调整为多个电感值。共振线圈lc例如沿着铁氧体等磁性体17c被卷绕为螺旋状。此外,共振线圈lc只要能得到期望的电感值、耦合系数即可,可以是其他形状,也可以不使用磁性体17c。

另外,共振线圈ld如图21所示,是在筒状或者圆柱状的部件上被卷绕为螺旋状的形状。共振线圈ld的多条(例如2条)线圈线17j、17k在共振线圈ld的轴向并列并行存在,被形成为螺旋状。共振线圈ld通过使用多条线圈线17j、17k,从而能够减小尺寸。另外,共振线圈ld通过将多条线圈线17j、17k并联或者串联连接,从而能够用1个共振线圈ld调整为多个电感值。共振线圈ld例如沿着铁氧体等磁性体17m被卷绕为螺旋状。磁性体17m可以使用1个筒状或者圆柱状的磁性部件,也可以使用将被分割的磁性部件形成为筒状或者圆柱状而成的磁性部件。此外,共振线圈ld只要能得到期望的电感值、耦合系数即可,可以是其他形状,也可以不使用磁性体17m。

另外,共振线圈le如图22所示,是在筒状或者圆柱状的部件上被卷绕为螺旋状的形状,多条(例如2条)线圈线17p、17q在共振线圈le的轴向一个一个地并列,被形成为螺旋状。共振线圈le通过将多条线圈线17p、17q并联或者串联连接,从而能够用1个共振线圈le来调整为多个电感值。共振线圈le例如沿着铁氧体等磁性体17n被卷绕为螺旋状。磁性体17n可以使用1个筒状或者圆柱状的磁性部件,也可以使用将被分割的磁性部件形成为筒状或者圆柱状而成的磁性部件。此外,共振线圈le只要能得到期望的电感值、耦合系数即可,可以是其他形状,也可以不使用磁性体17n。

另外,非接触电力传输装置1也可以使用能够调整电感值的可变共振线圈l和能够调整静电电容的可变共振电容器c,来构成阻抗可变电路16、26。在该情况下,非接触电力传输装置1通过变更可变共振线圈l的电感值或者可变共振电容器c的静电电容中的至少一者来变更阻抗可变电路16、26的阻抗,使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。另外,非接触电力传输装置1也可以具有多于2个的lc电路19,能够以多级地变更阻抗可变电路16的阻抗。这样,非接触电力传输装置1只要阻抗可变电路16的阻抗能够变更即可,对手段没有特别限定。

另外,非接触电力传输装置1在根据输电线圈部11与受电线圈部21的位置偏离来进行阻抗匹配的情况下,也可以利用未图示的传感器来检测输电线圈部11与受电线圈部21的间隔,根据检测的间隔来切换共振lc切换开关pr_sw、se_sw,使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。

[实施方式2]

接下来,说明实施方式2所涉及的非接触电力传输装置1a。实施方式2所涉及的非接触电力传输装置1a与实施方式1所涉及的非接触电力传输装置1的不同点在于,仅切换阻抗可变电路16a、26a的共振线圈l(l1~l3)的连接来进行阻抗匹配。此外,在实施方式2中,对于与实施方式1所涉及的非接触电力传输装置1同样的构成,标注相同的附图标记,省略详细的说明。

输电线圈部11a的阻抗可变电路16a如图23所示,包含多个共振线圈l(l1~l3)和1个共振电容器c。阻抗可变电路16a的各共振线圈l被切换机构13a并联或者串联连接,或者选择性连接共振线圈l。由此,对于阻抗可变电路16a,变更共振线圈l的电感值,变更阻抗可变电路16a的阻抗。此外,阻抗可变电路16a的共振线圈l也可以如图17所说明的那样,后级的共振线圈l的导体截面积小于前级的共振线圈l的导体截面积。例如,阻抗可变电路16a中,最初连接的共振线圈l1的导体截面积最大,接下来连接的共振线圈l2的导体截面积第2大,最后连接的共振线圈l3的导体截面积最小。

输电线圈部11a的切换机构13a包括多个共振l切换开关l1_sw(l1_sw1~l1_sw3),该共振l切换开关l1_sw被进行接通断开控制,从而切换输电线圈部11a的各共振线圈l的连接。具体而言,切换机构13a将各共振线圈l并联或者串联连接,或者依次切换被连接的共振线圈l的个数。切换机构13a例如通过共振l切换开关l1_sw1被接通,共振l切换开关l1_sw2、l1_sw3被断开,从而将共振线圈l1与电源2连接。另外,切换机构13a通过共振l切换开关l1_sw2被接通,共振l切换开关l1_sw1、l1_sw3被断开,从而将各共振线圈l1、l2串联连接。另外,切换机构13a通过共振l切换开关l1_sw3被接通,共振l切换开关l1_sw1、l1_sw2被断开,从而将各共振线圈l1、l2、l3串联连接。切换机构13a的共振l切换开关l1_sw使用半导体开关、机械开关等。

输电侧控制部15a基于接收的开关信息对切换机构13a的共振l切换开关l1_sw进行接通断开控制,切换阻抗可变电路16a中的各共振线圈l的连接。由此,即使负载3的阻抗变化,输电侧控制部15a也能通过变更阻抗可变电路16a的电感值来变更阻抗可变电路16a的阻抗,与后述的受电侧控制部25a所进行的阻抗控制进行协调,使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。

接下来,说明受电线圈部21a的阻抗可变电路26a。受电线圈部21a的阻抗可变电路26a与输电单元10a的阻抗可变电路16a同样,包含多个共振线圈l(l1~l3)和1个共振电容器c。阻抗可变电路26a的各共振线圈l被切换机构23a并联或者串联连接,或者选择性连接各共振线圈l。由此,对于阻抗可变电路26a,变更共振线圈l的电感值,变更阻抗可变电路26a的阻抗。

受电线圈部21a的切换机构23a与发送单元10a的切换机构13a同样包括多个共振l切换开关l2_sw(l2_sw1~l2_sw3),通过该共振l切换开关l2_sw被进行接通断开控制,从而切换受电线圈部21a的各共振线圈l的连接。具体而言,切换机构23a将各共振线圈l并联或者串联连接,或者依次切换被连接的共振线圈l的个数。切换机构23a例如通过共振l切换开关l2_sw1被接通,共振l切换开关l2_sw2、l2_sw3被断开,从而经由整流器22和配电部30将共振线圈l1与负载3连接。另外,切换机构23a通过共振l切换开关l2_sw2被接通,共振l切换开关l1_sw1、l1_sw3被断开,从而将各共振线圈l1、l2串联连接。另外,切换机构23a通过共振l切换开关l2_sw3被接通,共振l切换开关l2_sw1、l2_sw2被断开,从而将各共振线圈l1、l2、l3串联连接。切换机构23a的共振l切换开关l2_sw使用半导体开关、机械开关等。

受电侧控制部25a基于接收的开关信息对切换机构23a的共振l切换开关l2_sw进行接通断开控制,切换阻抗可变电路26a中的各共振线圈l的连接。由此,即使负载3的阻抗变化,受电侧控制部25a也能够通过变更阻抗可变电路26a的电感值来变更阻抗可变电路26a的阻抗,与上述的输电侧控制部15a所进行的阻抗控制进行协调,使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。

接下来,说明阻抗可变电路16a、26a的共振线圈l的切换控制。此外,由于输电线圈部11a的阻抗可变电路16a与受电线圈部21a的阻抗可变电路26a是相同的控制,因此,仅说明输电线圈部11a的阻抗可变电路16a。在这个例子中,说明阻抗可变电路16a的共振线圈l被串联或者并联连接的例子。

输电线圈部11a的输电侧控制部15a在根据开关信息判定为流过负载3的电流的电流值大,负载3的阻抗小的情况下,如图24所示,将切换机构13a的共振l切换开关l1_sw2设定为接通,将共振l切换开关l1_sw1、l1_sw3设定为断开,将共振线圈l1、l2串联连接。输电侧控制部15a由于共振线圈l的电感值与并联连接的情况相比增大,因此,谐振频率变低,尽管电流的电流值增大,但能够抑制共振线圈l的趋肤效应的影响,能够提高传输效率(参照图26)。例如,阻抗可变电路16a的电流的谐振频率是25khz左右,如图27所示,能够抑制共振线圈l的趋肤效应所带来的影响。另外,阻抗可变电路16a由于能够抑制趋肤效应所带来的影响,因此,即使减小每单位电流的共振线圈l的导体截面积也能够抑制共振线圈l所导致的电力传输的损耗。另外,由于阻抗可变电路16a能够使用导体截面积小的共振线圈l,因此,能够减小共振线圈l的尺寸。

另一方面,输电侧控制部15a在根据开关信息判定为流过负载3的电流的电流值小,负载3的阻抗大的情况下,如图25所示,将切换机构13a的共振l切换开关l1_sw1、l1_sw3设定为接通,将共振l切换开关l1_sw2设定为断开,将共振线圈l并联连接。受电侧控制部25a中,由于共振线圈l的电感值与串联连接的情况相比减小,因此谐振频率提高,尽管共振线圈l的趋肤效应的影响增大,但由于负载3的阻抗高,因此电流的电流值减小,传输效率不会下降(参照图26)。另外,阻抗可变电路16a中,尽管趋肤效应所带来的影响增大,但由于电流的电流值减小,因此,即使减小每单位电流的共振线圈l的导体截面积也能够抑制共振线圈l所导致的电力传输的损耗。由此,阻抗可变电路16a能够抑制发热,能够简化散热构造并且能够小型化。另外,由于阻抗可变电路16a能够使用导体截面积小的共振线圈l,因此,能够减小共振线圈l的尺寸。

接下来,说明实施方式2所涉及的非接触电力传输装置1a的动作例。输电侧控制部15a如图30所示,从操作开关sw获取示出负载3的接通或者断开的开关信息(步骤u1)。接下来,输电侧控制部15a经由tx天线14将开关信息发送至受电单元20a(步骤u2)。接下来,输电侧控制部15a根据开关信息判定所有的负载3是否被设定为开关断开(步骤u3)。输电侧控制部15a在所有的负载3被设定为开关断开的情况下(步骤u3;是),停止逆变器12(步骤u4),将共振l切换开关l1_sw都设定为断开(步骤u5),结束处理。

另外,输电侧控制部15a在上述步骤u3中不是所有的负载3被设定为开关断开的情况下(步骤u3;否),从开关信息算出驱动的负载3的合计电流值(步骤u6)。例如,输电侧控制部15a参照图28所示的负载电流表格tb1b,算出将操作开关sw被接通的第1负载3a的电流值(0.5a)与第2负载3b的电流值(2.0a)合计的合计电流值(2.5a)。接下来,输电侧控制部15a根据合计电流值选择要接通的共振l切换开关l1_sw2(步骤u7),根据合计电流值选择逆变器12的输出频率(谐振频率)(步骤u70)。例如,输电侧控制部15a参照图29所示的共振l电路选择表格tb2a,根据合计电流值(2.5a)选择逆变器12的输出频率(25khz)。接下来,输电侧控制部15a将选择的共振l切换开关l1_sw接通(步骤u8)。例如,输电侧控制部15a参照共振l电路选择表格tb2a,将与合计电流值(2.5a)对应的共振l切换开关l1_sw2设定为接通,将共振l切换开关l1_sw1、l1_sw3设定为断开。由此,输电侧控制部15a例如能够进行设定,以便利用阻抗可变电路16a的2个共振线圈l1、l2来进行电力传输。因而,输电侧控制部15a能够变更阻抗可变电路16a的电感值,变更阻抗可变电路16a的阻抗。由此,输电侧控制部15a能够与受电侧控制部25a所进行的阻抗控制进行协调,使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。接下来,输电侧控制部15a驱动逆变器12a并利用磁共振向受电单元20进行电力传输(步骤u9),结束处理。

接下来,说明受电侧控制部25a的动作例。受电侧控制部25a如图31所示,接收从输电单元10a发送的开关信息(步骤v1)。接下来,受电侧控制部25a根据开关信息判定所有的负载3是否被设定为开关断开(步骤v2)。受电侧控制部25a在所有的负载3被设定为开关断开的情况下(步骤v2;是),将负载3都设定为断开(步骤v3),将共振l切换开关l2_sw都设定为断开(步骤v4),结束处理。

另外,受电侧控制部25a在上述步骤v2中不是所有的负载3被设定为开关断开的情况下(步骤v2;否),从开关信息算出驱动的负载3的合计电流值(步骤v5)。例如,受电侧控制部25a参照图28所示的负载电流表格tb1b,算出将操作开关sw被接通的第1负载3a的电流值(0.5a)与第2负载3b的电流值(2.0a)合计的合计电流值(2.5a)。接下来,受电侧控制部25a根据合计电流值选择要接通的共振l切换开关l2_sw(步骤v6),将选择的共振l切换开关l2_sw接通(步骤v7)。例如,受电侧控制部25a参照未图示的共振l电路选择表格,将与合计电流值(2.5a)对应的共振l切换开关l2_sw2设定为接通,将共振l切换开关l2_sw1、l2_sw3设定为断开。由此,受电侧控制部25a例如能够进行设定,以便利用2个共振线圈l1、l2来进行电力传输。因而,受电侧控制部25a能够变更阻抗可变电路26a的电感值,变更阻抗可变电路26a的阻抗。由此,受电侧控制部25a能够与输电侧控制部15a所进行的阻抗控制进行协调,使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。接下来,受电侧控制部25a根据开关信息将负载3设定为接通(步骤v8),结束处理。

如上所述,实施方式2所涉及的非接触电力传输装置1a中,输电侧控制部15a和受电侧控制部25a将多个共振线圈l切换为串联连接或者并联连接,或者选择性切换共振线圈l,来变更电感值,使比输电线圈部11a靠电源2侧的输出阻抗z0、与从输电线圈部11a起的负载3侧的输入阻抗z1匹配。由此,非接触电力传输装置1a即使不使用匹配电路,也能够通过变更共振线圈l的电感值来进行阻抗匹配,能够减小电路规模。

[实施方式2的变形例]

接下来,说明实施方式2的变形例所涉及的非接触电力传输装置1a的动作例。负载电流表格tb1c如图32所示,是预先设想了流过负载3的电流的电流值随着时间的经过而变动的表格。

输电侧控制部15a如图34所示,从操作开关sw获取示出负载3的接通或者断开的开关信息(步骤u1a),经由tx天线14将开关信息发送至受电单元20a(步骤u2a)。接下来,输电侧控制部15a根据开关信息判定所有的负载3是否被设定为开关断开(步骤u3a)。输电侧控制部15a在所有的负载3被设定为开关断开的情况下(步骤u3a;是),停止逆变器12(步骤u4a),将共振l切换开关l1_sw都设定为断开(步骤u5a),结束处理。

另外,输电侧控制部15a在上述步骤u3a中不是所有的负载3都被设定为开关断开的情况下(步骤u3a;否),从受电单元20a接收驱动的负载3的设想合计电流值(步骤u6a)。例如,输电侧控制部15a参照图32所示的负载电流表格tb1c,算出将操作开关sw被接通的第1负载3a的电流值(0.5a)、与电流值随着时间的经过而变动的第2负载3b的电流值(4.0a)合计的设想合计电流值(4.5a)。接下来,输电侧控制部15a参照共振l电路选择表格tb2a,根据设想合计电流值选择要接通的共振l切换开关l1_sw2(步骤u7a),根据设想合计电流值选择逆变器12的输出频率(步骤u70a)。接下来,输电侧控制部15a将选择的共振l切换开关l1_sw2接通(步骤u8a)。由此,输电侧控制部15a与受电侧控制部25a所进行的阻抗控制进行协调,即使负载3的电流值随着时间的经过而变动,也能够使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。接下来,输电侧控制部15a驱动逆变器12a并利用磁共振向受电单元20进行电力传输(步骤u9a),结束处理。

接下来,说明受电单元20a的受电侧控制部25a的动作例。受电单元20a的受电侧控制部25a如图35所示,接收从输电单元10a发送的开关信息(步骤v1a)。接下来,受电侧控制部25a根据开关信息判定所有的负载3是否被设定为开关断开(步骤v2a)。受电侧控制部25a在所有的负载3被设定为开关断开的情况下(步骤v2a;是),将各负载3的操作开关sw的接通时间复位(步骤v20a)。接下来,受电侧控制部25a将负载3都设定为断开(步骤v3a),将共振l切换开关l2_sw都设定为断开(步骤v4a),结束处理。

另外,受电侧控制部25a在上述步骤v2a中不是所有的负载3被设定为开关断开的情况下(步骤v2a;否),判定操作开关sw1是否接通(步骤v21a)。受电侧控制部25a在判定为操作开关sw1接通的情况下(步骤v21a;是),将第1负载3a的操作开关sw1的接通时间相加(步骤v22a),获取第1负载3a的设想电流值(步骤v23a)。另外,受电侧控制部25a在判定为操作开关sw1未接通的情况下(步骤v21a;否),将第1负载3a的设想电流值设定为零(0)(步骤v24a),将第1负载3a的操作开关sw1的接通时间复位(步骤v25a)。

接下来,受电侧控制部25a判定操作开关sw2是否接通(步骤v26a)。在受电侧控制部25a判定为操作开关sw2接通的情况下(步骤v26a;是),将第2负载3b的操作开关sw2的接通时间相加(步骤v27a),获取第2负载3b的设想电流值(步骤v28a)。另外,受电侧控制部25a在判定为操作开关sw2未接通的情况下(步骤v26a;否),将第2负载3b的设想电流值设定为零(0)(步骤v29a),将第2负载3b的操作开关sw2的接通时间复位(步骤v30a)。

接下来,受电侧控制部25a判定操作开关sw3是否接通(步骤v31a)。受电侧控制部25a在判定为操作开关sw3接通的情况下(步骤v31a;是),将第3负载3c的操作开关sw3的接通时间相加(步骤v32a),获取第3负载3c的设想电流值(步骤v33a)。另外,在受电侧控制部25a判定为操作开关sw3未接通的情况下(步骤v31a;否),将第3负载3c的设想电流值设定为零(0)(步骤v34a),将第3负载3c的操作开关sw3的接通时间复位(步骤v35a)。

接下来,受电侧控制部25a将各负载3的设想电流值合计来求出设想合计电流值(步骤v36a),将设想合计电流值发送至输电单元10a(步骤v5a)。接下来,受电侧控制部25a如图33所示,根据设想合计电流值选择要接通的共振l切换开关l2_sw(步骤v6a),将选择的共振l切换开关l2_sw接通(步骤v7a)。由此,受电侧控制部25a与输电侧控制部15a所进行的阻抗控制进行协调,即使负载3的电流值随着时间的经过而变动,也能够使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。接下来,受电侧控制部25a根据开关信息将负载3设定为接通(步骤v8a),结束处理。

如上所述,实施方式2的变形例所涉及的非接触电力传输装置1a的输电侧控制部15a和受电侧控制部25a基于操作开关sw被接通并经过的时间,变更阻抗可变电路16a的阻抗。由此,即使负载3的阻抗随着时间的经过而变动,非接触电力传输装置1a也能够使比输电线圈部11a靠电源2侧的输出阻抗z0、与从输电线圈部11a起的负载3侧的输入阻抗z1匹配。

此外,非接触电力传输装置1a将阻抗可变电路16a设置于输电单元10a,将阻抗可变电路26a设置于受电单元20a,但不限于此。非接触电力传输装置1a也可以不将阻抗可变电路26a设置于受电单元20a,而仅将阻抗可变电路16a设置于输电单元10a。另外,非接触电力传输装置1a也可以不将阻抗可变电路16a设置于输电单元10a,而仅将阻抗可变电路26a设置于受电单元20a。

另外,非接触电力传输装置1a可以与实施方式1同样包括匹配电路40。另外,非接触电力传输装置1a也可以使用电感值可变的可变共振线圈l来构成阻抗可变电路16a、26a。

[实施方式3]

接下来,说明实施方式3所涉及的非接触电力传输装置1b。实施方式3所涉及的非接触电力传输装置1b与实施方式1所涉及的非接触电力传输装置1的不同点在于,仅切换阻抗可变电路16b的共振电容器c的连接来进行阻抗匹配。此外,在实施方式3中,对于与实施方式1所涉及的非接触电力传输装置1同样的构成标注相同的附图标记,省略详细的说明。

阻抗可变电路16b如图36所示,包含多个共振电容器c(c1、c2)、和1个共振线圈l。阻抗可变电路16b的各共振电容器c被切换机构13b选择性连接。由此,对于阻抗可变电路16b,变更共振电容器c的静电电容,变更阻抗可变电路16b的阻抗。

切换机构13b包括多个共振c切换开关c1_sw(c1_sw1、c1_sw2),通过该共振c切换开关c1_sw被进行接通断开控制,从而切换输电线圈部11b的各共振电容器c的连接。具体而言,切换机构13b切换静电电容不同的各共振电容器c,或者依次切换被连接的共振电容器c的个数。例如,切换机构13b通过共振c切换开关c1_sw1被接通,共振c切换开关c1_sw2被断开,从而将静电电容大的共振电容器c1连接。另外,切换机构13b通过共振c切换开关c1_sw2被接通,共振c切换开关c1_sw1被断开,从而将静电电容小的共振电容器c2连接。切换机构13b的共振c切换开关c1_sw使用半导体开关、机械开关等。

输电侧控制部15b基于接收的开关信息对切换机构13b的共振c切换开关c1_sw进行接通断开控制,切换阻抗可变电路16b中的各共振电容器c的连接。由此,即使负载3的阻抗变化,输电侧控制部15b也能通过变更阻抗可变电路16b的静电电容来变更阻抗可变电路16b的阻抗,与后述的受电侧控制部25b所进行的阻抗控制进行协调,使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。

接下来,说明受电单元20b的阻抗可变电路26b的构成例。受电单元20b的阻抗可变电路26b与输电单元10b的阻抗可变电路16b同样,包含多个共振电容器c(c1、c2)、和1个共振线圈l。阻抗可变电路26b利用切换机构23b选择性连接各共振电容器c。

切换机构23b与发送单元10b的切换机构13b同样,包括多个共振c切换开关c2_sw(c2_sw1、c2_sw2),通过该共振c切换开关c2_sw被进行接通断开控制,从而切换受电线圈部21b的各共振电容器c的连接。具体而言,切换机构23b切换静电电容不同的各共振电容器c,或者依次切换被连接的共振电容器c的个数。例如,切换机构23b通过共振c切换开关c2_sw2被断开,共振c切换开关c2_sw1被接通,从而将静电电容大的共振电容器c1连接。另外,切换机构23b通过共振c切换开关c2_sw1被断开,共振c切换开关c2_sw2被接通,从而将静电电容小的共振电容器c2连接。切换机构23b的共振c切换开关c2_sw使用半导体开关、机械开关等。

受电侧控制部25b基于接收的开关信息对切换机构23b的共振c切换开关c2_sw进行接通断开控制,切换阻抗可变电路26b中的各共振电容器c的连接。由此,即使负载3的阻抗变化,受电侧控制部25b也能够通过变更阻抗可变电路26b的静电电容来变更阻抗可变电路26b的阻抗,与上述的输电侧控制部15b所进行的阻抗控制进行协调,使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。

接下来,说明阻抗可变电路16b的共振电容器c的切换控制。此外,由于受电线圈部21b的阻抗可变电路26b的共振电容器c的切换控制与输电线圈部11b的阻抗可变电路16b的共振电容器c的切换控制相同,因此省略说明。

输电线圈部11b的输电侧控制部15b在根据开关信息判定为流过负载3的电流的电流值大,负载3的阻抗小的情况下,如图37所示,将切换机构13b的共振c切换开关c1_sw1设定为接通,将共振c切换开关c1_sw2设定为断开,将静电电容大的共振电容器c1连接。另外,输电侧控制部15b切换为静电电容大的共振电容器c1,并且降低逆变器12的输出频率。由此,输电侧控制部15b在负载3的阻抗小的情况下,通过增大静电电容来降低谐振频率,能够提高传输效率(参照图26)。另外,输电侧控制部15b中,尽管电流的电流值增大,但能够抑制共振线圈l的趋肤效应的影响,能够提高传输效率。另外,阻抗可变电路16b由于能够抑制趋肤效应所带来的影响,因此,即使减小每单位电流的共振线圈l的导体截面积也能够抑制共振线圈l所导致的电力传输的损耗。由此,阻抗可变电路16b能够抑制发热,能够简化散热构造并且能够小型化。另外,由于阻抗可变电路16b能够使用导体截面积小的共振线圈l,因此,能够减小共振线圈l的尺寸。

另一方面,输电侧控制部15b在根据开关信息判定为流过负载3的电流的电流值小,负载3的阻抗大的情况下,如图38所示,将切换机构13b的共振c切换开关c1_sw2设定为接通,将共振c切换开关c1_sw1设定为断开,将静电电容小的共振电容器c2连接。另外,输电侧控制部15b切换为静电电容小的共振电容器c,并且提高逆变器12的输出频率。由此,输电侧控制部15b在负载3的阻抗大的情况下,通过减小静电电容来提高谐振频率,能够提高传输效率(参照图26)。另外,输电侧控制部15b中,尽管电流的电流值减小,但能够抑制共振线圈l的趋肤效应的影响,能够提高传输效率。另外,输电侧控制部15b的谐振频率提高,尽管共振线圈l的趋肤效应的影响增大,但由于负载3的阻抗大,因此电流的电流值减小,传输效率不会下降。另外,阻抗可变电路16b中,尽管趋肤效应所带来的影响增大,但由于电流的电流值减小,因此,即使减小每单位电流的共振线圈l的导体截面积也能够抑制共振线圈l所导致的电力传输的损耗。另外,阻抗可变电路16b由于能够使用导体截面积小的共振线圈l,因此,能够减小共振线圈l的尺寸。

接下来,说明实施方式3所涉及的非接触电力传输装置1b的动作例。输电侧控制部15b如图41所示,从操作开关sw获取示出负载3的接通或者断开的开关信息(步骤p1)。接下来,输电侧控制部15b经由tx天线14将开关信息发送至受电单元20b(步骤p2)。接下来,输电侧控制部15b根据开关信息判定所有的负载3是否被设定为开关断开(步骤p3)。输电侧控制部15b在所有的负载3被设定为开关断开的情况下(步骤p3;是),停止逆变器12(步骤p4),将共振c切换开关c1_sw都设定为断开(步骤p5)。

另外,输电侧控制部15b在上述步骤p3中不是所有的负载3被设定为开关断开的情况下(步骤p3;否),从开关信息算出驱动的负载3的合计电流值(步骤p6)。例如,输电侧控制部15b参照图39所示的负载电流表格tb1d,算出将操作开关sw被接通的第1负载3a的电流值(1.5a)与第2负载3b的电流值(3.0a)合计的合计电流值(4.5a)。接下来,输电侧控制部15b根据合计电流值选择要接通的共振c切换开关c1_sw(步骤p7),根据合计电流值选择逆变器12的输出频率(谐振频率)(步骤p70)。例如,输电侧控制部15b参照图40所示的共振c电路选择表格tb2b,根据合计电流值(4.5a)选择逆变器12的输出频率(25khz)。接下来,输电侧控制部15b将选择的共振c切换开关c1_sw接通(步骤p8)。例如,输电侧控制部15b参照共振c电路选择表格tb2b,将与合计电流值(4.5a)对应的共振c切换开关c1_sw2设定为断开,将共振c切换开关c1_sw1设定为接通。由此,输电侧控制部15b在电流的合计电流值大且负载3的阻抗小的情况下,能够进行设定,以便利用阻抗可变电路16b的静电电容大的共振电容器c1来进行电力传输。因而,输电侧控制部15b能够变更阻抗可变电路16b的静电电容,变更阻抗可变电路16b的阻抗。由此,输电侧控制部15b能够与受电侧控制部25b所进行的阻抗控制进行协调,使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。接下来,输电侧控制部15b驱动逆变器12并利用磁共振向受电单元20b进行电力传输(步骤p9),结束处理。

接下来,说明受电单元20b的受电侧控制部25b的动作例。受电单元20b的受电侧控制部25b如图42所示,接收从输电单元10b发送的开关信息(步骤q1)。接下来,受电侧控制部25b根据开关信息判定所有的负载3是否被设定为开关断开(步骤q2)。受电侧控制部25b在所有的负载3被设定为开关断开的情况下(步骤q2;是),将负载3都设定为断开(步骤q3),将共振c切换开关c2_sw都设定为断开(步骤q4),结束处理。

另外,受电侧控制部25b在上述步骤q2中不是所有的负载3被设定为开关断开的情况下(步骤q2;否),从开关信息算出驱动的负载3的合计电流值(步骤q5)。例如,受电侧控制部25b参照图39所示的负载电流表格tb1d,算出将操作开关sw被接通的第1负载3a的电流值(1.5a)与第2负载3b的电流值(3.0a)合计的合计电流值(4.5a)。接下来,受电侧控制部25b根据合计电流值选择要接通的共振c切换开关c2_sw(步骤q6),将选择的共振c切换开关c2_sw接通(步骤q7)。例如,受电侧控制部25b参照未图示的共振c电路选择表格,将与合计电流值(4.5a)对应的共振c切换开关c2_sw1设定为接通,将共振c切换开关c1_sw2设定为断开。由此,受电侧控制部25b在电流的合计电流值大且负载3的阻抗小的情况下,能够进行设定,以便利用阻抗可变电路16b的静电电容大的共振电容器c1来进行电力传输。因而,受电侧控制部25b能够变更阻抗可变电路26b的静电电容,变更阻抗可变电路26b的阻抗。由此,受电侧控制部25b能够与输电侧控制部15b所进行的阻抗控制进行协调,使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。接下来,受电侧控制部25b根据开关信息将负载3设定为接通(步骤q8),结束处理。

如上所述,实施方式3所涉及的非接触电力传输装置1b的输电侧控制部15b和受电侧控制部25b切换多个共振电容器c的连接状态来变更静电电容,使比输电线圈部11b靠电源2侧的输出阻抗z0、与从输电线圈部11b起的负载3侧的输入阻抗z1匹配。由此,非接触电力传输装置1b即使不使用匹配电路,也能够通过变更共振电容器c的静电电容来进行阻抗匹配,能够减小电路规模。

[实施方式3的变形例]

接下来,说明实施方式3的变形例所涉及的非接触电力传输装置1b的动作例。负载电流表格tb1e如图43所示,是预先设想了流过负载3的电流的电流值随着时间的经过而变动的表。此外,对于与实施方式3所涉及的非接触电力传输装置1b的动作例同样的内容,适当省略说明。

输电侧控制部15b如图46所示,从操作开关sw获取示出负载3的接通或者断开的开关信息(步骤p1a),经由tx天线14将开关信息发送至受电单元20b(步骤p2a)。接下来,输电侧控制部15b根据开关信息判定所有的负载3是否被设定为开关断开(步骤p3a)。输电侧控制部15b在所有的负载3被设定为开关断开的情况下(步骤p3a;是),停止逆变器12(步骤p4a),将共振c切换开关c1_sw都设定为断开(步骤p5a)。

另外,输电侧控制部15b在上述步骤p3a中不是所有的负载3都被设定为开关断开的情况下(步骤p3a;否),从受电单元20b接收驱动的负载3的设想合计电流值(步骤p6a)。例如,输电侧控制部15b参照图43所示的负载电流表格tb1e,算出将操作开关sw被接通的第1负载3a的电流值(1.5a)、与电流值随着时间的经过而变动的第2负载3b的电流值(4.0a)合计的设想合计电流值(5.5a)。接下来,输电侧控制部15b参照图44所示的共振c电路选择表格tb2c,根据设想合计电流值选择要接通的共振c切换开关c1_sw1(步骤p7a),根据设想合计电流值选择逆变器12的输出频率(步骤p70a)。接下来,输电侧控制部15b将选择的共振c切换开关c1_sw1接通(步骤p8a)。由此,输电侧控制部15b与受电侧控制部25b所进行的阻抗控制进行协调,即使负载3的电流值随着时间的经过而变动,也能够使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。接下来,输电侧控制部15b驱动逆变器12并利用磁共振向受电单元20b进行电力传输(步骤p9a),结束处理。

接下来,说明受电单元20b的受电侧控制部25b的动作例。受电单元20b的受电侧控制部25b如图47所示,接收从输电单元10b发送的开关信息(步骤q1a)。接下来,受电侧控制部25b根据开关信息判定所有的负载3是否被设定为开关断开(步骤q2a)。输电侧控制部15b在所有的负载3被设定为开关断开的情况下(步骤q2a;是),将各负载3的操作开关sw的接通时间复位(步骤q20a)。接下来,受电侧控制部25b将负载3都设定为断开(步骤q3a),将共振c切换开关c2_sw都设定为断开(步骤q4a)。

另外,受电侧控制部25b在上述步骤q2a中不是所有的负载3被设定为开关断开的情况下(步骤q2a;否),判定操作开关sw1是否接通(步骤q21a)。受电侧控制部25b在判定为操作开关sw1接通的情况下(步骤w21a;是),将第1负载3a的操作开关sw1的接通时间相加(步骤q22a),获取第1负载3a的设想电流值(步骤q23a)。另外,受电侧控制部25b在判定为操作开关sw1未接通的情况下(步骤q21a;否),将第1负载3a的设想电流值设定为零(0)(步骤q24a),将第1负载3a的操作开关sw1的接通时间复位(步骤q25a)。

接下来,受电侧控制部25b判定操作开关sw2是否接通(步骤q26a)。在受电侧控制部25b判定为操作开关sw2接通的情况下(步骤q26a;是),将第2负载3b的操作开关sw2的接通时间相加(步骤q27a),获取第2负载3b的设想电流值(步骤q28a)。另外,受电侧控制部25b在判定为操作开关sw2未接通的情况下(步骤q26a;否),将第2负载3b的设想电流值设定为零(0)(步骤q29a),将第2负载3b的操作开关sw2的接通时间复位(步骤q30a)。

接下来,受电侧控制部25b判定操作开关sw3是否接通(步骤q31a)。受电侧控制部25b在判定为操作开关sw3接通的情况下(步骤q31a;是),将第3负载3c的操作开关sw3的接通时间相加(步骤q32a),获取第3负载3c的设想电流值(步骤q33a)。另外,受电侧控制部25b在判定为操作开关sw3未接通的情况下(步骤q31a;否),将第3负载3c的设想电流值设定为零(0)(步骤q34a),将第3负载3c的操作开关sw3的接通时间复位(步骤q35a)。

接下来,受电侧控制部25b将各负载3的设想电流值合计来求出设想合计电流值(步骤q36a),将设想合计电流值发送至输电单元10b(步骤q5a)。接下来,受电侧控制部25b根据设想合计电流值选择要接通的共振c切换开关c1_sw(步骤q6a),将选择的共振c切换开关c1_sw接通(步骤q7a)。由此,受电侧控制部25b与输电侧控制部15b所进行的阻抗控制进行协调,即使负载3的电流值随着时间的经过而变动,也能够使输出阻抗z0与输入阻抗z1匹配。接下来,受电侧控制部25b根据开关信息将负载3设定为接通(步骤q8a),结束处理。

如上所述,实施方式3的变形例所涉及的非接触电力传输装置1b的输电侧控制部15b和受电侧控制部25b基于操作开关sw被接通并经过的时间,变更阻抗可变电路16b的静电电容。由此,即使负载3的阻抗随着时间的经过而变动,非接触电力传输装置1b也能够使比输电线圈部11b靠电源2侧的输出阻抗z0、与从输电线圈部11b起的负载3侧的输入阻抗z1匹配。

此外,非接触电力传输装置1b将阻抗可变电路16b设置于输电单元10b,将阻抗可变电路26b设置于受电单元20b,但不限于此。非接触电力传输装置1b也可以不将阻抗可变电路26b设置于受电单元20b,而仅将阻抗可变电路16b设置于输电单元10b。另外,非接触电力传输装置1b也可以不将阻抗可变电路16b设置于输电单元10b,而仅将阻抗可变电路26b设置于受电单元20b。

另外,非接触电力传输装置1b可以与实施方式1同样包括匹配电路40。另外,非接触电力传输装置1b也可以使用静电电容可变的共振电容器c来构成阻抗可变电路16b、26b。

另外,实施方式3所涉及的非接触电力传输装置1b也可以如图48所示,利用共振c切换开关c1_sw、c2_sw来选择3个共振电容器c中的一个以上的共振电容器c,进一步也可以选择多个共振电容器c中的多个。

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